【技术实现步骤摘要】
本申请涉及真空测量领域，具体而言，涉及一种极高真空量子测量装置及测量方法。
技术介绍
1、目前在超高/极高真空(p<10–6pa)测量领域，普遍使用基于中性气体电离原理的电离计进行真空度的测量，然而传统的电离计在使用过程中存在电子激励脱附效应、软x射线以及热阴极出气等效应影响测量的准确性，随着测量下限的不断降低,尤其是到10–10pa量级时对测量的准确性提出了更高的要求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种极高真空量子测量装置及测量方法，测量准确度高，且有效降低量子真空测量装置的体积。
2、本申请实施例提供的一种极高真空量子测量装置，所述装置包括：磁光阱机构和壳体；所述磁光阱机构设置于所述壳体内部；
3、所述磁光阱机构包括二维光栅磁光阱系统、三维光栅磁光阱系统和差分管，所述二维光栅磁光阱系统和所述三维光栅磁光阱系统通过所述差分管连接；
4、所述壳体上设置多个接口；所述多个接口包括：碱金属分配器接口、电离真空计接口、背景气体接口、第一抽真空接口、第二抽真空接口；
5、所述二维光栅磁光阱系统分别连接所述碱金属分配器接口、第一抽真空接口；
6、所述三维光栅磁光阱系统分别连接所述电离真空计接口、第二抽真空接口，以及背景气体接口，所述背景气体接口上设置有可变泄露阀。
7、在一些实施例中，所述的极高真空量子测量装置中，所述第一抽真空接口为第一离子泵接口，所述第一离子泵接口，用于连接第一离子泵以对二维
8、所述第二抽真空接口包括第二离子泵接口和非蒸发型吸气泵接口；所述第二离子泵接口，用于连接第二离子泵以对三维光栅磁光阱系统初抽真空；所述非蒸发型吸气泵接口，用于连接非蒸发型吸气泵以对三维光栅磁光阱系统细抽真空。
9、在一些实施例中，所述的极高真空量子测量装置中，所述二维光栅磁光阱系统包括第一真空腔、二维衍射光栅芯片、两对反亥姆霍兹线圈；
10、所述二维衍射光栅芯片位于所述第一真空腔内部；所述反亥姆霍兹线圈置于第一真空腔外部，一对反亥姆霍兹线圈垂直于二维衍射光栅芯片，另一对反亥姆霍兹线圈平行于二维衍射光栅芯片。
11、在一些实施例中，所述的极高真空量子测量装置中，所述三维光栅磁光阱系统包括第二真空腔、三维衍射光栅芯片、反亥磁阱芯片；
12、所述三维衍射光栅芯片位于所述第二真空腔内部；反亥磁阱芯片位于所述第二真空腔外部且位于三维衍射光栅芯片正下方。
13、在一些实施例中，所述的极高真空量子测量装置中，所述碱金属分配器接口，用于连接碱金属分配器，所述碱金属分配器作为原子源，工作冷原子选用碱金属原子。
14、在一些实施例中，所述的极高真空量子测量装置中，所述电离真空计接口，用于连接电离真空计；所述电离真空计监测三维光栅磁光阱系统的真空压强，且将所述电离真空计的监测结果作为真空标准对所述极高真空测量装置的测量结果进行标定。
15、在一些实施例中，所述的极高真空量子测量装置中，所述背景气体接口，用于连接背景气体源，以使背景气体源的背景气体通过所述背景气体接口流入所述三维光栅磁光阱系统；
16、所述背景气体接口上的可变泄露阀，用于控制背景气体流入所述三维光栅磁光阱系统的流入速率。
17、在一些实施例中，还提供一种极高真空量子测量方法，利用如权利要求所述的极高真空量子测量装置进行测量，所述测量方法包括：
18、在所述极高真空量子测量装置的接口安装对应的元器件，且基于安装的元器件实现二维光栅磁光阱系统、三维光栅磁光阱系统的真空制备、三维光栅磁光阱系统通入背景气体之后，使碱金属原子进入二维光栅磁光阱系统，并通过一束推送激光将二维光栅磁光阱系统捕捉的碱金属原子团经差分管推送至三维光栅磁光阱系统；
19、测量三维光栅磁光阱系统中碱金属原子团的原子数、碱金属原子与背景气体的碰撞损失率、三维光栅磁光阱系统的势阱深度；
20、根据原子碰撞理论，基于所述碱金属原子与背景气体的碰撞损失率、三维光栅磁光阱系统的势阱深度，反演得到三维光栅磁光阱系统中的真空度；
21、将测量得到的真空度与电离真空计的监测结果进行比较，确定所述测量得到的真空度的评价结果；
22、当测量得到的真空度的评价结果为有效时，利用所述极高真空量子测量装置测量被测环境的真空度。
23、在一些实施例中，所述的极高真空量子测量方法中，所述测量三维光栅磁光阱系统中碱金属原子团的原子数、碱金属原子与背景气体的碰撞损失率、三维光栅磁光阱系统的势阱深度；包括：
24、探测光透过三维光栅磁光阱系统的第二真空腔打在碱金属原子团上，另一端由电荷耦合器件接收进行成像，基于吸收成像原理测出碱金属原子团的原子数；
25、通过光电倍增管，测量得到碱金属原子团的荧光强度降低至0v的荧光信号曲线，通过吸收成像法求得碱金属原子团在初始时刻、另一时刻的原子数，基于所述碱金属原子团在初始时刻、另一时刻的原子数，确定碱金属原子与背景气体的碰撞损失率；
26、将催化激光诱导下碱金属原子的逃逸概率作为频率失谐的函数，基于所述频率失谐的函数测量所述势阱深度。
27、在一些实施例中，所述的极高真空量子测量方法中，根据原子碰撞理论，基于所述碱金属原子与背景气体的碰撞损失率、三维光栅磁光阱系统的势阱深度，反演得到三维光栅磁光阱系统中的真空度；包括：
28、基于所述势阱深度与冷原子热平均损失率系数的关系，确定所述碱金属原子团的冷原子热平均损失率系数；
29、基于所述冷原子热平均损失率系数、碱金属原子与背景气体的碰撞损失率，确定所述三维光栅磁光阱系统中的真空度。
30、本申请实施例中，提出一种极高真空量子测量装置及测量方法，所述装置包括：磁光阱机构和壳体；所述磁光阱机构设置于所述壳体内部；所述磁光阱机构包括二维光栅磁光阱系统、三维光栅磁光阱系统和差分管，所述二维光栅磁光阱系统和所述三维光栅磁光阱系统通过所述差分管连接；所述壳体上设置多个接口；所述多个接口包括：碱金属分配器接口、电离真空计接口、背景气体接口、第一抽真空接口、第二抽真空接口；所述二维光栅磁光阱系统分别连接所述碱金属分配器接口、第一抽真空接口；所述三维光栅磁光阱系统分别连接所述电离真空计接口、第二抽真空接口，以及背景气体接口，所述背景气体接口上设置有可变泄露阀；利用所述极高真空量子测量装置进行极高真空的测量，基于磁光阱系统内中性粒子和势阱内所陷俘冷原子的碰撞中引起冷原子损失的规律，精确的测量和计算冷原子损失率系数和碰撞损失率，从而精确的反演出真空值，测量准确度高，时空可复现性强，有效降低量子真空测量装置的体积，系统可靠性高，抗干扰能力强。
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1.一种极高真空量子测量装置，其特征在于，所述装置包括：磁光阱机构和壳体；所述磁光阱机构设置于所述壳体内部；
2.根据权利要求1所述的极高真空量子测量装置，其特征在于，所述第一抽真空接口为第一离子泵接口，所述第一离子泵接口，用于连接第一离子泵以对二维光栅磁光阱系统抽真空；
3.根据权利要求1所述的极高真空量子测量装置，其特征在于，所述二维光栅磁光阱系统包括第一真空腔、二维衍射光栅芯片、两对反亥姆霍兹线圈；
4.根据权利要求1所述的极高真空量子测量装置，其特征在于，所述三维光栅磁光阱系统包括第二真空腔、三维衍射光栅芯片、反亥磁阱芯片；
5.根据权利要求1所述的极高真空量子测量装置，其特征在于，所述碱金属分配器接口，用于连接碱金属分配器，所述碱金属分配器作为原子源，工作冷原子选用碱金属原子。
6.根据权利要求1所述的极高真空量子测量装置，其特征在于，所述电离真空计接口，用于连接电离真空计；所述电离真空计监测三维光栅磁光阱系统的真空压强，且将所述电离真空计的监测结果作为真空标准对所述极高真空测量装置的测量结果进行标定。
...【技术特征摘要】
1.一种极高真空量子测量装置，其特征在于，所述装置包括：磁光阱机构和壳体；所述磁光阱机构设置于所述壳体内部；
2.根据权利要求1所述的极高真空量子测量装置，其特征在于，所述第一抽真空接口为第一离子泵接口，所述第一离子泵接口，用于连接第一离子泵以对二维光栅磁光阱系统抽真空；
3.根据权利要求1所述的极高真空量子测量装置，其特征在于，所述二维光栅磁光阱系统包括第一真空腔、二维衍射光栅芯片、两对反亥姆霍兹线圈；
4.根据权利要求1所述的极高真空量子测量装置，其特征在于，所述三维光栅磁光阱系统包括第二真空腔、三维衍射光栅芯片、反亥磁阱芯片；
5.根据权利要求1所述的极高真空量子测量装置，其特征在于，所述碱金属分配器接口，用于连接碱金属分配器，所述碱金属分配器作为原子源，工作冷原子选用碱金属原子。
6.根据权利要求1所述的极高真空量子测量装置，其特征在于，所述电离真空计接口，用于连接电离真空计...
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